LG이노텍, 초고순도 기술개발 “선봉” SiC(Silicon Carbide)는 과거 연마제용으로 한정돼 있던 수요범위가 반도체 치구류를 중심으로 확대되고 있다.우수한 인장강도와 열전도도 등이 뛰어나 높은 온도를 요하는 반도체 제조에 적합한 것으로 알려졌기 때문이다. 더욱이 자동차·태양전지 분야에서도 전력 반도체의 관심이 집중됨에 따라 에너지 밴드갭이 기존의 Si보다 높은 SiC가 수요 증가를 견인할 것으로 전망된다. 특히, 2010년에는 정부가 핵심소재 국산화 사업(WPM)의 일환으로 SiC를 10대 핵심소재로 선정해 100억원을 지원할 것으로 알려져 리딩기업으로 선정된 LG이노텍의 행보에 관심이 집중되고 있다. 다만, SiC는 아직까지 전량 수입에 의존하고 있어 가격이 높고 제조시설도 부족한 것으로 알려져 상용화를 위해서는 국산화가 절실한 것으로 지적되고 있다. 또 국내에서 SiC 연구를 시작한 것은 불과 몇년 전이며 시장이 형성된 치구류 역시 보급이 확대된 것이 3-4년 정도에 불과해 기술개발이 시급한 것으로 나타났다. SiC는 비산화물 세라믹스 가운데 가장 널리 사용되고 있으며 경도, 기계강도 및 고온강도, 내산화성, 열전도도, 내열충격성 등이 높아 연마제, 전력반도체 소자, 반도체 제조공정용 등 치구류 제조에 이용되고 있다. 최근 반도체의 초고집적화 및 초고속화가 진행됨에 따라 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 고내열, 고열전도, 고내전압 특성을 갖춘 SiC를 채용한 연구개발이 활발해지고 있다. WPM, 소재분야 관심 촉발 기대 SiC는 정부의 국책사업인 WPM(핵심소재 국산화 사업)를 계기로 시장 확대의 기회를 얻을 것으로 예상되고 있다. 정부는 2010년 WPM을 실시해 10대 핵심소재 및 20대 핵심 부품소재 개발을 추진하고 있다. 시장규모 10억달러, 시장점유율 30% 이상 확대가 예상되는 10대 핵심소재를 뽑아 2018년까지 1조원을 투자할 계획이다. 10대 핵심소재로는 초고순도 SiC 소재를 비롯 친환경 스마트 표면처리 강판, 에너지 절감용 다기능성 나노복합소재, 다기능성 고분자 멤브레인 소재, LED(Light Emitting Diode)용 단결정 소재. 탄소저감형 프리미엄 섬유 등이 선정됐다. 8월에는 10대 핵심소재에 참여할 10개 컨소시엄의 220여개 관련기업 및 연구기관을 선정했으며 초고순도 SiC 개발 컨소시엄으로는 LG이노텍을 필두로 SKC솔믹스, 금강쿼츠, 이노쎄라, 이화다이아몬드, 일진다이아몬드, 일진디스플레이, KCC, 케이씨, 크리스텍이 선정됐다. 정부 관계자는 “SiC는 전력 반도체와 LED 등에 적용 가능한 세라믹 소재로 태양전지, 전기자동차(EV), 반도체 등에 활용될 것으로 기대하고 있다”며 “태양전지나 전기자동차 원가의 30%를 SiC가 차지하고 있는 만큼 국산화되면 높은 경제적 효과를 거두게 될 것”이라고 전망했다. 정부에 따르면, 2018년 세계 SiC 시장규모는 3조7000억원, 국내시장은 4500억원으로 국산화에 성공하면 5000명의 신규 고용창출 효과와 기존소재인 Si 반도체, 저순도 SiC보다 뛰어난 에너지 효율로 국내 반도체 시장의 50% 이상을 대체할 것으로 추정된다. 다만, 새롭게 SiC 연구개발에 뛰어는 곳은 정부의 혜택을 받을 수 없어 문제가 되고 있다. 시장 관계자는 “SiC는 시장이 형성돼 있지 않아 프로젝트 추진실적을 가진 곳이 드물다”며 “상황이 이렇다보니 대기업이나 중견기업 위주로 정부 투자를 받아 아이디어와 실력으로 연구에 뛰어든 중소기업들은 실질적인 수혜를 받기 어려운 실정”이라고 주장했다. 또 WPM 프로젝트가 완료된 이후 지불하게 되는 기술료가 너무 높게 책정된 점도 문제로 지적되고 있다. 시장 관계자는 “어렵게 정부의 지원을 받게 돼도 대기업과 동등하게 지불해야 하는 기술료는 부담이 될 수 밖에 없다”며 “중소기업 수준에 맞는 기술료를 산정하는 것이 필요하다”고 호소했다. 표, 그래프 | SiC 반도체 시장 전망 | Si와 SiC와 실온에서 물성 비교 | <화학저널 2010/9/6> |
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